WO2001098751A1 - Method for determining surface tension of a comminuted solid - Google Patents

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WO2001098751A1
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Gérard TERROM
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    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/088Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the surface energy of a finely divided solid, so as to better define its surface characteristics and properties.
  • this process uses the combination of different experimental measurements with mathematical equations.
  • the various chemical industries which use finely divided solids (also called powder) to prepare compositions, regularly face problems when dispersing the powder in a liquid, or when drying the powder which very easily tends to to agglomerate, or quite the contrary after being compressed, disintegrates with difficulty or then too easily.
  • the kinetics of capillary rise is obtained by following the variation in mass of the tube filled with powder, over time.
  • the subject of the invention is therefore a method for determining the surface energy ⁇ s of a finely divided solid from various experimental measurements and different mathematical equations consisting of:
  • - A is the specific area of the finely divided solid (m 2 / m 3 )
  • - ⁇ P is the pressure variation applied to the tube, to stop, in a third phase, the application of the first counter pressure so as to allow the liquid to rise freely in the tube until the divided solid is completely submerged in the liquid present in the tube, and to regularly measure the variation in the mass of liquid remaining, after the liquid has risen in the tube, as a function of time, to then deduce after mathematical calculation the total mass of the liquid mounted in the tube, and then obtain, after application of the mathematical equation (I), the slope 2, then the porosity ⁇ according to the following equation (III):
  • - R is the internal radius of the tube
  • - ⁇ P is the pressure variation applied to the tube
  • - ⁇ is the viscosity of the liquid
  • a second counter pressure kept constant for a period ranging from approximately 300 to 1000 seconds so as to calculate again the numerical value of the specific area A (m 2 / m 3 ) as defined in step 4.
  • the invention has the advantage of determining the surface energy ⁇ s of a powder in a simple, rapid, reliable and perfectly reproducible manner, and with only one probe liquid.
  • the subject of the invention is also a use of the method as defined above for determining the surface energy of finely divided solid entering into the chemical composition of solid-liquid dispersion, of paints, inks, adhesives, resins .
  • a final object of the invention relates to the use of the method defined above for determining the surface energy of a finely divided, agglomerated solid.
  • the porosity value ⁇ is easily accessible experimentally. Indeed, when the liquid soaks the entire tube partially filled with the powder having a height "h", the weight gain of the tube "m” gives directly, after mathematical calculation, the value of the tortuosity ⁇ .
  • the divided solid is chosen from mineral solids which may be in the finely divided state, such as organic or mineral polymers of synthetic origin such as, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyethylene, or also from polymers organic or minerals of natural origin such as talc, glass, flour of various cereals or among the bacterial walls.
  • organic or mineral polymers of synthetic origin such as, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polyethylene polyethylene
  • polymers organic or minerals of natural origin such as talc, glass, flour of various cereals or among the bacterial walls.
  • the liquid can be chosen from alkanes such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, hexadecane, cis-decaline, 1 ' ⁇ -bromonaphthalene, diiodomethane, or among other organic compounds such as methanol, ethanol, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran (THF), ethylene glycol, glycerol, formamide, dimethyl sulfoxide, 1, 'water.
  • alkanes such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, hexadecane, cis-decaline, 1 ' ⁇ -bromonaphthalene, diiodomethane, or among other organic compounds such as methanol, ethanol, methyl e
  • the liquid can have an average density between 0.6 and 3.5 and an average viscosity between 0.1 and 1000 mPa.s.
  • the first back pressure applied during the second step can be between 5 and 800 mbar.
  • the vacuum applied during the fourth step can be between 5 and 200 mbar.
  • the second back pressure applied during the fifth step can be between 5 and 200 mbar.
  • the first and second steps can be repeated 3 or 4 times when the rise in the liquid is less than or equal to 10 mm.
  • the permeable membrane used is preferably chosen from membranes of a cellulose nature conventionally made of cellulose acetate or of cellulose nitrate having cut-off thresholds of the order of 1 to 10 ⁇ m, or among the membranes composed of glass microfibers having similar cutoff thresholds.
  • the vacuum of the fourth step and the second back pressure of the fifth step are preferably applied respectively for durations varying from 60 seconds to 600 seconds.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of the various elements constituting the apparatus intended to take the experimental measurements during the implementation of the method of the invention
  • figure 3 represents the different applications of back pressure and vacuum during the process according to example 1
  • a glass reference tube 1 having an internal diameter of 8 mm, a section of 5.02610 "s m 2 , and a total height which can vary from 30 to 120 mm is hermetically sealed. on its lower part 1a by a membrane 2, permeable to liquid and constituted by a filter paper.
  • the tube 1 is then filled to about 80% of its total height, with a finely divided solid 3 such as for example polytetrafluoroethylene (PTFE) or also with polyethylene.
  • a finely divided solid 3 such as for example polytetrafluoroethylene (PTFE) or also with polyethylene.
  • the solid can also consist of any chemical components of mineral or organic nature which can be put into a pulverulent state and which is insoluble in the probe liquid. The solid is packed mechanically and very carefully in the tube.
  • the lower part 1a of the tube 1 is then immersed in a liquid 4 placed in a cup 5.
  • the liquid 4 is for example hexane, and has a density p of 660 kg / m2 and a viscosity ⁇ of 3.10 "4 Pa .s.
  • the cup 5 rests directly on a balance 6 having an accuracy ranging from 1/100 to 1/1000 g.
  • the balance 6 is also connected to a computer data processing system (not shown).
  • the liquid 4 rises freely by capillary action and in a known manner in the tube 1 through the permeable membrane 2 and the powder 3 up to 10 to 20% of its height of powder, so as to leave a portion of the powder not impregnated with the liquid 4.
  • a first vertical back pressure P x directed from top to bottom is applied during the second step using d a syringe 7.
  • the syringe 7 is filled with a gas, generally dry air or any other gas inert towards the liquid or the solid such as, for example, nitrogen, carbon dioxide, or more helium.
  • the syringe 7 makes it possible to repel the liquid 4 partially mounted in the tube 1 in a regular and controlled manner.
  • the syringe 7 makes it possible to apply an isostatic pressure P x due to the direct presence of the "pushing" gas on the probe liquid 4.
  • the syringe 7 is actuated using a movable actuator 7a.
  • the syringe 7 is connected to the tube 1 by means of a pressure sensor 8, itself connected to a solenoid valve 9 for bringing it to atmospheric pressure, and it is connected to a seal 10 directly on the upper part 1b of the tube .
  • the back pressure P x is equal to 209 mbar and the height of liquid 4 in the tube is 30.9 mm.

Abstract

The invention concerns a method for determining the surface tension of a comminuted solid based on different experimental measurements and different mathematical equations. Said method uses the principle of capillary rise of a probe liquid through a tube partly filled with the comminuted solid and closed on one side with a permeable membrane. The method consists in firstly allowing the liquid to rise freely in the tube, in producing a first counter-pressure on the tube, in allowing once more the free rising system, then in applying a second counter-pressure. Throughout the process the evolution of the liquid mass having risen in the tube is measured on a time basis. And based on different mathematical equations, the surface tension Ωs of the comminuted solid is calculated.

Description

PROCEDE POUR DETERMINER L'ENERGIE DE SURFACE D'UN SOLIDE FINEMENT DIVISE. PROCESS FOR DETERMINING THE SURFACE ENERGY OF A FINELY DIVIDED SOLID.
La présente invention se rapporte à un procédé pour déterminer l'énergie de surface d'un solide finement divisé, de façon à mieux définir ses caractéristiques et propriétés de surface.The present invention relates to a method for determining the surface energy of a finely divided solid, so as to better define its surface characteristics and properties.
Plus précisément, ce procédé utilise la combinaison de différentes mesures expérimentales avec des équations mathématiques . Les différentes industries chimiques qui utilisent des solides finement divisés (encore dénommés poudre) pour préparer des compositions, sont régulièrement confrontées à des problèmes lors de la dispersion de la poudre dans un liquide, ou encore lors du séchage de la poudre qui a très facilement tendance à s'agglomérer, ou tout au contraire après avoir été comprimée, se délite difficilement ou alors trop facilement.More specifically, this process uses the combination of different experimental measurements with mathematical equations. The various chemical industries which use finely divided solids (also called powder) to prepare compositions, regularly face problems when dispersing the powder in a liquid, or when drying the powder which very easily tends to to agglomerate, or quite the contrary after being compressed, disintegrates with difficulty or then too easily.
Par conséquent pour résoudre ces inconvénients, il est nécessaire de chercher à minimiser l'énergie interfaciale pour améliorer le mouillage ou la stabilité des compositions de dispersion solide- liquide.Consequently, in order to resolve these drawbacks, it is necessary to seek to minimize the interfacial energy in order to improve the wetting or the stability of the solid-liquid dispersion compositions.
Aussi afin de pouvoir mieux agir sur les valeurs d'énergie interfaciale, il est nécessaire de les connaître de façon la plus précise possible.Also in order to be able to act better on the interfacial energy values, it is necessary to know them as precisely as possible.
Dans les procédés antérieurs connus jusqu'ici pour déterminer l'énergie de surface de poudre, on utilise le principe de l'ascension capillaire successive de différents liquides dans un tube partiellement rempli par le solide finement divisé dont on cherche à déterminer l'énergie de surface. Contrairement aux corps liquides, dans le cas présent, on ne peut pas travailler par déformation de la surface. Ainsi la mesure de cette énergie peut s'avérer difficile à obtenir précisément.In the prior methods known hitherto for determining the surface energy of powder, the principle of successive capillary rise of different liquids is used in a tube partially filled with the finely divided solid, the energy of which is sought to determine. area. Unlike liquid bodies, in this case, we cannot work by deformation of the surface. Thus the measurement of this energy can prove difficult to obtain precisely.
Le suivi cinétique de l'ascension capillaire d'un liquide montant dans un tube (appelé liquide sonde) dans un milieu poreux à étudier (telle qu'une poudre) est un des procédés les plus simples à mettre en oeuvre .Kinetic monitoring of the capillary rise of a liquid rising in a tube (called probe liquid) in a porous medium to be studied (such as a powder) is one of the simplest methods to implement.
La cinétique d'ascension capillaire est obtenue en suivant la variation de masse du tube rempli de poudre, au cours du temps .The kinetics of capillary rise is obtained by following the variation in mass of the tube filled with powder, over time.
Malheureusement de tels procédés nécessitent d'utiliser plusieurs liquides sondes, et de connaître parfaitement les caractéristiques géométriques du réseau poreux de la colonne de poudre.Unfortunately, such methods require the use of several probe liquids, and a perfect knowledge of the geometric characteristics of the porous network of the powder column.
De plus, la transposition directe des mécanismes de mesure expérimentale d'énergie de surface, d'un solide compact vers un solide finement divisé, dans des équations mathématiques bien connues de l'homme du métier, telle que l'équation de Washburn, pose de nombreux problèmes .In addition, the direct transposition of the experimental surface energy measurement mechanisms, from a compact solid to a finely divided solid, in mathematical equations well known to those skilled in the art, such as the Washburn equation, poses many problems.
En effet, les caractéristiques physiques du réseau poreux du solide divisé doivent être parfaitement définies pour pouvoir ensuite calculer correctement l'énergie de surface de ce solide.Indeed, the physical characteristics of the porous network of the divided solid must be perfectly defined in order to then be able to correctly calculate the surface energy of this solid.
Aussi, il subsiste le besoin de disposer d'un procédé pour déterminer rapidement et très facilement l'énergie de surface γs d'un solide finement divisé par le principe de l'ascension capillaire d'un liquide dans un tube rempli de ce solide en utilisant un seul liquide sonde.Also, there remains the need to have a method for quickly and very easily determining the surface energy γ s of a solid finely divided by the principle of capillary rise of a liquid in a tube filled with this solid. using a single probe liquid.
L'invention a donc pour objet un procédé pour déterminer l'énergie de surface γs d'un solide finement divisé à partir de différentes mesures expérimentales et de différentes équations mathématiques consistant à :The subject of the invention is therefore a method for determining the surface energy γ s of a finely divided solid from various experimental measurements and different mathematical equations consisting of:
- prendre un tube dont l'extrémité inférieure est hermétiquement obturée par une membrane perméable au liquide,- take a tube whose lower end is hermetically sealed by a liquid permeable membrane,
- à le remplir à environ 80% de son volume total par ledit solide divisé,- to fill it to about 80% of its total volume with said divided solid,
- à plonger la partie inférieure obturée par la membrane dans un liquide, - à laisser monter librement dans une première phase le liquide dans le tube,- immerse the lower part closed by the membrane in a liquid, - allow the liquid to rise freely in the first phase in the tube,
- à mesurer la masse du liquide monté dans le tube en fonction du temps par le suivi de la variation de masse du liquide restant, afin d'obtenir la pente 1 de la droite décrite par l'équation (I) suivante : m2 = f(t) (équation I) caractérisé en ce que :- to measure the mass of the liquid mounted in the tube as a function of time by monitoring the change in mass of the remaining liquid, in order to obtain the slope 1 of the straight line described by the following equation (I): m 2 = f (t) (equation I) characterized in that:
- dans une seconde phase, lorsque 10 à 20% de la hauteur totale de la poudre est en contact avec le liquide, on applique une première contre pression sur la partie supérieure du tube de façon à arrêter l'ascension capillaire du liquide dans le tube au travers du solide divisé, et à mesurer la valeur numérique de la masse de liquide restante après montée du liquide de façon à en déduire après calcul mathématique la masse de liquide montée dans le tube dès que 1 ' ensemble constitué par la pression et la variation de masse s'est stabilisé, puis après application de l'équation mathématique : ΔP = (A.Δγ) - (εpgh) (équation II) pour obtenir la valeur numérique de (A.Δγ) où- in a second phase, when 10 to 20% of the total height of the powder is in contact with the liquid, a first pressure is applied to the upper part of the tube so as to stop the capillary rise of the liquid in the tube through the divided solid, and to measure the numerical value of the mass of liquid remaining after the rise of the liquid so as to deduce therefrom after mathematical calculation the mass of liquid mounted in the tube as soon as the assembly constituted by the pressure and the variation mass stabilized, then after applying the mathematical equation: ΔP = (A.Δγ) - (εpgh) (equation II) to obtain the numerical value of (A.Δγ) where
- A est l'aire spécifique du solide finement divisé (m2/m3) , - Δγ = γs - YS est la différence entre l'énergie de surface du solide (γs) et l'énergie interfaciale solide- liquide (γSL) ,- A is the specific area of the finely divided solid (m 2 / m 3 ), - Δγ = γ s - Y S is the difference between the surface energy of the solid (γ s ) and the solid-liquid interfacial energy (γ SL ),
- ε est la porosité du solide divisé - p est la masse volumique du liquide (kg/m3)- ε is the porosity of the divided solid - p is the density of the liquid (kg / m 3 )
- g est l'accélération de la pesanteur (9,81)- g is the acceleration of gravity (9.81)
- h est la hauteur du solide finement divisé dans le tube,- h is the height of the finely divided solid in the tube,
- ΔP est la variation de pression appliquée sur le tube, à arrêter, dans une troisième phase, l'application de la première contre pression de façon à laisser monter librement le liquide dans le tube jusqu'à ce que le solide divisé soit totalement immergé dans le liquide présent dans le tube, et à mesurer régulièrement la variation de la masse de liquide restante, après montée du liquide dans le tube, en fonction du temps, pour ensuite déduire après calcul mathématique la masse totale du liquide monté dans le tube, et ensuite obtenir, après application de l'équation mathématique (I), la pente 2, puis la porosité ε selon l'équation (III) suivante :- ΔP is the pressure variation applied to the tube, to stop, in a third phase, the application of the first counter pressure so as to allow the liquid to rise freely in the tube until the divided solid is completely submerged in the liquid present in the tube, and to regularly measure the variation in the mass of liquid remaining, after the liquid has risen in the tube, as a function of time, to then deduce after mathematical calculation the total mass of the liquid mounted in the tube, and then obtain, after application of the mathematical equation (I), the slope 2, then the porosity ε according to the following equation (III):
volume de liquide à saturation ε - (équation III) volume de poudre dans le tubevolume of liquid at saturation ε - (equation III) volume of powder in the tube
Puis en appliquant l'équation mathématique (IV)Then by applying the mathematical equation (IV)
(ε-π-R2)2 (ε-π-R 2 ) 2
Ωexp = x (A.Δγ) (équation IV) βΩ exp = x (A.Δγ) (equation IV) β
ouor
- Ωexp (kg . m/s2) est égal à [1/ ( 2 x rιiq) ] x pente 2 avec rιig = p/η, η étant la viscosité du liquide sonde en Pa . s ,- Ω exp (kg. M / s 2 ) is equal to [1 / (2 xr ιiq )] x slope 2 with r ιig = p / η, η being the viscosity of the probe liquid in Pa. s,
- R est le rayon interne du tube- R is the internal radius of the tube
- ε est la porosité du solide divisé la valeur numérique de β, où β est le coefficient de tortuosité,- ε is the porosity of the solid divided the numerical value of β, where β is the coefficient of tortuosity,
- à appliquer, dans une quatrième étape, sur la partie supérieure du tube une dépression maintenue constante pendant une durée allant d'environ 300 à 1000 secondes de façon à mesurer la valeur numérique de la masse liquide restante après montée du liquide dans le tube, pour ensuite en déduire par calcul mathématique la cinétique de variation de la masse de liquide montée dans le tube, puis la valeur numérique de l'aire spécifique A(m2/m3) de la poudre dans le tube, à partir de 1 ' équation de Kozeny-Carman (V) suivante :to apply, in a fourth step, to the upper part of the tube, a vacuum maintained constant for a period ranging from approximately 300 to 1000 seconds so as to measure the numerical value of the liquid mass remaining after the liquid has risen in the tube, to then deduce by mathematical calculation the kinetics of variation of the mass of liquid mounted in the tube, then the numerical value of the specific area A (m 2 / m 3 ) of the powder in the tube, from 1 ' following Kozeny-Carman equation (V):
ΔP.DELTA.P
A2 _ x (équation V) A 2 _ x (equation V)
5.η .h.v (1-ε) ou5.η .h.v (1-ε) or
- ΔP est la variation de pression appliquée sur le tube, - η est la viscosité du liquide,- ΔP is the pressure variation applied to the tube, - η is the viscosity of the liquid,
- h est la hauteur de poudre dans le tube,- h is the height of powder in the tube,
- v est la vitesse d'ascension du liquide,- v is the rate of ascent of the liquid,
- ε est la porosité du solide divisé,- ε is the porosity of the divided solid,
- et à appliquer à nouveau, dans une cinquième étape, sur la partie supérieure du tube une seconde contre pression maintenue constante pendant une durée allant d'environ 300 à 1000 secondes de façon à calculer à nouveau la valeur numérique de l'aire spécifique A (m2/m3) tel que défini dans l'étape 4. L'invention présente l'avantage de déterminer l'énergie de surface γs d'une poudre de manière simple, rapide, fiable et parfaitement reproductible, et avec seulement un liquide sonde.- And to apply again, in a fifth step, on the upper part of the tube, a second counter pressure kept constant for a period ranging from approximately 300 to 1000 seconds so as to calculate again the numerical value of the specific area A (m 2 / m 3 ) as defined in step 4. The invention has the advantage of determining the surface energy γ s of a powder in a simple, rapid, reliable and perfectly reproducible manner, and with only one probe liquid.
L'invention a également pour objet une utilisation du procédé tel que défini précédemment pour déterminer l'énergie de surface de solide finement divisé entrant dans la composition chimique de dispersion solide- liquide, de peintures, d'encres, d'adhésifs, de résines . Enfin un dernier objet de l'invention se rapporte à une utilisation du procédé défini précédemment pour déterminer 1 ' énergie de surface de solide finement divisé, aggloméré.The subject of the invention is also a use of the method as defined above for determining the surface energy of finely divided solid entering into the chemical composition of solid-liquid dispersion, of paints, inks, adhesives, resins . Finally, a final object of the invention relates to the use of the method defined above for determining the surface energy of a finely divided, agglomerated solid.
L'équation mathématique de Washburn (Equation VI) décrit une variation parabolique de la masse "m" du liquide en fonction du temps "t", du fait de son ascension capillaire dans le tube, selon : m2 = (2r2.t) (équation VI) où - (g) : masse de liquide présente dans le tube,The Washburn mathematical equation (Equation VI) describes a parabolic variation of the mass "m" of the liquid as a function of time "t", due to its capillary rise in the tube, according to: m 2 = (2r 2 .t ) (equation VI) where - (g): mass of liquid present in the tube,
- t(s) : temps,- t (s): time,
- rα : un paramètre.- r α : a parameter.
L'obtention d'une cinétique d'ascension capillaire permet d'évaluer le paramètre r à partir de la pente de la droite m2 = f (t) -Obtaining capillary ascent kinetics makes it possible to evaluate the parameter r from the slope of the straight line m 2 = f (t) -
Tx est défini par l'équation suivante : rx = rsol . rliq . ΔγT x is defined by the following equation: r x = r sol . r liq . Δγ
A . fε .π. R2]2 avec ≈ (éαuation VII)AT . fε .π. R 2 ] 2 with ≈ (eαuation VII)
* sol P2 * ground P 2
F *- liq = (équation VIII) η F * - liq = (equation VIII) η
où A,ε,R,β,p,η ont les mêmes définitions que précédemment .where A, ε, R, β, p, η have the same definitions as above.
Ωexp est donné par l'équation (IX) suivante déjà citée :Ω exp is given by the following equation (IX) already cited:
1 Ωexp = x pente 21 Ω exp = x slope 2
2 χ rliq 2 χ r liq
et β par 1 ' équation (X) suivante :and β by the following equation (X):
β = x (A.Δγ)
Figure imgf000009_0001
β = x (A.Δγ)
Figure imgf000009_0001
Dans le cas d'une colonne poreuse, les paramètres ε, A et β permettent de caractériser le réseau formé dans le solide finement divisé.In the case of a porous column, the parameters ε, A and β make it possible to characterize the network formed in the finely divided solid.
La valeur de porosité ε est facilement accessible expérimentalement. En effet, lorsque le liquide imbibe tout le tube partiellement rempli par la poudre ayant une hauteur "h" , la prise de poids du tube "m" donne directement, après calcul mathématique, la valeur de la tortuosité β.The porosity value ε is easily accessible experimentally. Indeed, when the liquid soaks the entire tube partially filled with the powder having a height "h", the weight gain of the tube "m" gives directly, after mathematical calculation, the value of the tortuosity β.
En revanche, A (aire interfaciale par unité de volume) et β (coefficient de tortuosité) nécessitent des mesures expérimentales complémentaires.On the other hand, A (interfacial area per unit of volume) and β (tortuosity coefficient) require additional experimental measurements.
Ces deux paramètres A et β sont par ailleurs facilement déterminés selon le procédé de l'invention, et ceci sans devoir utiliser plusieurs liquides sondes, ni plusieurs opérations mathématiques à plusieurs inconnues .These two parameters A and β are moreover easily determined according to the method of the invention, and this without having to use several probe liquids, or several mathematical operations with several unknown.
De préférence, le solide divisé est choisi parmi les solides minéraux pouvant se trouver à l'état finement divisé, tel que les polymères organiques ou minéraux d'origine synthétique comme par exemple le polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou le polyéthylène, ou encore parmi les polymères organiques ou minéraux d'origine naturelle tel que le talc, le verre, la farine de diverses céréales ou encore parmi les parois bactériennes.Preferably, the divided solid is chosen from mineral solids which may be in the finely divided state, such as organic or mineral polymers of synthetic origin such as, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyethylene, or also from polymers organic or minerals of natural origin such as talc, glass, flour of various cereals or among the bacterial walls.
Le liquide peut être choisi parmi les alcanes tels que le pentane, l'hexane, l'heptane, l'octane, le nonane, le décane, le cyclohexane, 1 'hexadécane, la cis-décaline, 1 ' α-bromonaphtalène, le diiodométhane, ou parmi d'autres composés organiques tels que le méthanol, l'éthanol, la méthyl-éthylcétone, le tétrahydrofurane (THF), l'éthylène glycol, le glycérol, la formamide, le diméthyl suifoxyde, 1,'eau.The liquid can be chosen from alkanes such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, hexadecane, cis-decaline, 1 'α-bromonaphthalene, diiodomethane, or among other organic compounds such as methanol, ethanol, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran (THF), ethylene glycol, glycerol, formamide, dimethyl sulfoxide, 1, 'water.
De préférence, le liquide peut présenter une densité moyenne comprise entre 0,6 et 3,5 et une viscosité moyenne comprise entre 0,1 et 1000 mPa.s.Preferably, the liquid can have an average density between 0.6 and 3.5 and an average viscosity between 0.1 and 1000 mPa.s.
La première contre pression appliquée lors de la seconde étape peut être comprise entre 5 et 800 mbar.The first back pressure applied during the second step can be between 5 and 800 mbar.
La dépression appliquée lors de la quatrième étape peut être comprise entre 5 et 200 mbar.The vacuum applied during the fourth step can be between 5 and 200 mbar.
La seconde contre pression appliquée lors de la cinquième étape peut être comprise entre 5 et 200 mbar.The second back pressure applied during the fifth step can be between 5 and 200 mbar.
De préférence, la première et la seconde étape peuvent être répétées 3 ou 4 fois lorsque la montée du liquide est inférieure ou égale à 10 mm.Preferably, the first and second steps can be repeated 3 or 4 times when the rise in the liquid is less than or equal to 10 mm.
La membrane perméable utilisée est de préférence choisie parmi les membranes de nature cellulosique classiquement en acétate de cellulose ou en nitrate de cellulose ayant des seuils de coupure de l'ordre de 1 à 10 μm, ou encore parmi les membranes composées de microfibres de verre ayant des seuils de coupure similaires .The permeable membrane used is preferably chosen from membranes of a cellulose nature conventionally made of cellulose acetate or of cellulose nitrate having cut-off thresholds of the order of 1 to 10 μm, or among the membranes composed of glass microfibers having similar cutoff thresholds.
La dépression de la quatrième étape et la seconde contre pression de la cinquième étape sont appliquées de préférence respectivement pendant des durées variant de 60 secondes à 600 secondes.The vacuum of the fourth step and the second back pressure of the fifth step are preferably applied respectively for durations varying from 60 seconds to 600 seconds.
L'invention va maintenant être décrite à l'aide des figures annexées qui ne limitent en aucune façon l'objet de l'invention. la figure 1 est une vue schématique en coupe des différents éléments constituant l'appareillage destiné à relever les mesures expérimentales lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure 2 représente la courbe m = f (t) obtenue avec les cinq étapes du procédé selon 1 ' exemple 1. la figure 3 représente les différentes applications de contre pression et de dépression au cours du procédé selon l'exemple 1, la figure 4 représente la courbe m2 = f(t) nécessaire pour obtenir la valeur des différentes pentes selon 1 ' exemple 1.The invention will now be described with the aid of the appended figures which in no way limit the subject of the invention. FIG. 1 is a schematic sectional view of the various elements constituting the apparatus intended to take the experimental measurements during the implementation of the method of the invention, - FIG. 2 represents the curve m = f (t) obtained with the five stages of the process according to example 1. figure 3 represents the different applications of back pressure and vacuum during the process according to example 1, figure 4 represents the curve m 2 = f (t) necessary to obtain the value of the different slopes according to example 1.
Comme on peut le voir sur la figure 1, un tube de référence 1 en verre ayant un diamètre interne de 8 mm, une section de 5,02610"s m2, et une hauteur totale pouvant varier de 30 à 120 mm est obturé hermétiquement sur sa partie inférieure la par une membrane 2, perméable au liquide et constituée par un papier filtre.As can be seen in FIG. 1, a glass reference tube 1 having an internal diameter of 8 mm, a section of 5.02610 "s m 2 , and a total height which can vary from 30 to 120 mm is hermetically sealed. on its lower part 1a by a membrane 2, permeable to liquid and constituted by a filter paper.
Le tube 1 est ensuite rempli à environ 80% de sa hauteur totale, par un solide 3 finement divisé tel que par exemple du polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou encore par du polyéthylène. Le solide peut aussi être constitué par tous composants chimiques de nature minérale ou organique pouvant être mis à l'état pulvérulent et qui est non solùble dans le liquide sonde. Le solide est tassé mécaniquement et très soigneusement dans le tube.The tube 1 is then filled to about 80% of its total height, with a finely divided solid 3 such as for example polytetrafluoroethylene (PTFE) or also with polyethylene. The solid can also consist of any chemical components of mineral or organic nature which can be put into a pulverulent state and which is insoluble in the probe liquid. The solid is packed mechanically and very carefully in the tube.
La partie inférieure la du tube 1 est ensuite immergée dans un liquide 4 disposé dans une coupelle 5. Le liquide 4 est par exemple de l'hexane, et présente une densité p de 660 kg/m2 et une viscosité η de 3.10"4 Pa.s.The lower part 1a of the tube 1 is then immersed in a liquid 4 placed in a cup 5. The liquid 4 is for example hexane, and has a density p of 660 kg / m2 and a viscosity η of 3.10 "4 Pa .s.
La coupelle 5 repose directement sur une balance 6 ayant une précision allant de 1/100 à 1/1000 g.The cup 5 rests directly on a balance 6 having an accuracy ranging from 1/100 to 1/1000 g.
La balance 6 est par ailleurs reliée à un système de traitement de données informatique (non représenté) . Lors de la première étape, le liquide 4 monte librement par capillarité et de façon connue dans le tube 1 au travers de la membrane perméable 2 et de la poudre 3 jusqu'à 10 à 20% de sa hauteur de poudre, de façon à laisser une portion de la poudre non imprégnée par le liquide 4.The balance 6 is also connected to a computer data processing system (not shown). During the first step, the liquid 4 rises freely by capillary action and in a known manner in the tube 1 through the permeable membrane 2 and the powder 3 up to 10 to 20% of its height of powder, so as to leave a portion of the powder not impregnated with the liquid 4.
Tout au long du procédé de l'invention, on mesure en continu l'évolution de la masse "m" de liquide 4 ayant montée dans le tube 1 en fonction du temps "t". Selon l'équation mathématique m=f(t), la valeur de m est obtenue par une pesée indirecte, car on pèse seulement le liquide 4 restant dans la coupelle 5.Throughout the process of the invention, the evolution of the mass "m" of liquid 4 having risen in the tube 1 is measured continuously as a function of time "t". According to the mathematical equation m = f (t), the value of m is obtained by indirect weighing, because only the liquid 4 remaining in the dish 5 is weighed.
A. l'issue de cette première étape, on calcule la pente 1 de la courbe (m1)2= f(t1).After this first step, we calculate the slope 1 of the curve (m 1 ) 2 = f (t 1 ).
Puis à partir de l'équation mathématique : 1 Ωexpl = pente 1 (équation IX)
Figure imgf000012_0001
Then from the mathematical equation: 1 Ω expl = slope 1 (equation IX)
Figure imgf000012_0001
OU P2 r L liq = ηOR P 2 r L liq = η
on obtient par calcul la valeur de Ωexpl Lorsque le liquide 4 a atteint 20% de la hauteur totale de poudre, on applique, lors de la seconde étape, une première contre pression Px verticale dirigée de haut en bas à l'aide d'une seringue 7. La seringue 7 est remplie d'un gaz, généralement de l'air sec ou tout autre gaz inerte vis-à-vis du liquide ou du solide comme par exemple, de l'azote, du gaz carbonique, ou encore de l'hélium. La seringue 7 permet de repousser le liquide 4 partiellement montée dans le tube 1 de façon régulière et contrôlée. La seringue 7 permet d'appliquer une pression Px isostatique du fait de la présence directe du gaz "pousseur" sur le liquide sonde 4. La seringue 7 est actionnée à l'aide d'un actuateur 7a mobile. La seringue 7 est reliée au tube 1 par le biais d'un capteur de pression 8, lui-même relié à une électrovanne 9 de mise à la pression atmosphérique, et elle est reliée à un joint 10 directement sur la partie supérieure 1b du tube. Lorsque le système s'est stabilisé, la contre pression Px est égale à 209 mbar et la hauteur de liquide 4 dans le tube est de 30,9 mm.the value of Ω expl is obtained by calculation When the liquid 4 has reached 20% of the total height of the powder, a first vertical back pressure P x directed from top to bottom is applied during the second step using d a syringe 7. The syringe 7 is filled with a gas, generally dry air or any other gas inert towards the liquid or the solid such as, for example, nitrogen, carbon dioxide, or more helium. The syringe 7 makes it possible to repel the liquid 4 partially mounted in the tube 1 in a regular and controlled manner. The syringe 7 makes it possible to apply an isostatic pressure P x due to the direct presence of the "pushing" gas on the probe liquid 4. The syringe 7 is actuated using a movable actuator 7a. The syringe 7 is connected to the tube 1 by means of a pressure sensor 8, itself connected to a solenoid valve 9 for bringing it to atmospheric pressure, and it is connected to a seal 10 directly on the upper part 1b of the tube . When the system has stabilized, the back pressure P x is equal to 209 mbar and the height of liquid 4 in the tube is 30.9 mm.
Connaissant la hauteur de liquide, on en déduit par calcul la valeur de εpgh de l'équation mathématique (II) :Knowing the liquid height, we deduce by calculation the value of εpgh from the mathematical equation (II):
ΔP= (A.Δγ) - (εpgh) Enfin connaissant aussi la variation de pression ΔP, on peut calculer la valeur de (A.Δγ) .ΔP = (A.Δγ) - (εpgh) Finally also knowing the pressure variation ΔP, we can calculate the value of (A.Δγ).
Lors de la troisième étape, on arrête d'appliquer la première contre pression PI de façon à laisser, à nouveau, monter librement le liquide 4 dans le tube 1, et cette fois jusqu'à ce que la totalité du solide 3 soit immergé par le liquide 4.During the third step, we stop applying the first PI back pressure so as to leave again, freely mount the liquid 4 in the tube 1, and this time until all of the solid 3 is immersed in the liquid 4.
' La mesure en continue de la variation de masse de liquide 4 dans le tube en fonction du temps, donne une valeur numérique de cette masse "m" à la saturation soit 0,9 gramme. ' The continuous measurement of the variation in mass of liquid 4 in the tube as a function of time, gives a numerical value of this mass "m" at saturation, ie 0.9 grams.
Par calcul mathématique, on obtient la valeur de la pente 2. Et en appliquant à nouveau l'équation mathématiqueBy mathematical calculation, we get the value of slope 2. And by applying the mathematical equation again
(IV) (citée précédemment) on obtient la valeur de Ωexp2, la valeur de la porosité ε et donc la valeur de β(IV) (cited above) we obtain the value of Ω exp2 , the value of the porosity ε and therefore the value of β
(coefficient de tortuosité) .(tortuosity coefficient).
Ensuite, lors de la quatrième étape, on applique une dépression P2 = 7404 Pa par le biais de la seringueThen, during the fourth step, a vacuum P 2 = 7404 Pa is applied using the syringe
7. Cette dépression est maintenue constante pendant 500 secondes .7. This vacuum is kept constant for 500 seconds.
On effectue toujours la mesure de la variation de masse de liquide 4 en fonction du temps. A l'issue de cette quatrième étape, et après calcul mathématique, on obtient la valeur de la surface spécifique à l'aide de la formule de Kozeny-Carman :The measurement of the variation in mass of liquid 4 as a function of time is always carried out. At the end of this fourth step, and after mathematical calculation, the value of the specific surface is obtained using the Kozeny-Carman formula:
ΔP ε3 ΔP ε 3
A2 = x (équation V) δ.η.h.v (1-ε)2 A 2 = x (equation V) δ.η.hv (1-ε) 2
Enfin, lors de la cinquième étape, on applique à nouveau une seconde contre pression P3 = 7590 Pa maintenue constante pendant 500 secondes pour permettre de relever correctement les valeurs de variation de masse de liquide 4 en fonction du temps et ensuite calculer à nouveau la surface spécifique A tel que défini dans l'étape 4.Finally, during the fifth step, a second pressure is applied again P3 = 7590 Pa kept constant for 500 seconds to allow correct reading of the values of change in mass of liquid 4 as a function of time and then calculate the area again specific A as defined in step 4.
Les résultats expérimentaux, obtenus selon le descriptif détaillé qui précède, sont rassemblés ci- après .The experimental results, obtained according to the detailed description above, are collated below. after.
Exemple 1Example 1
- Liquide : Hexane - Poudre : PTFE- Liquid: Hexane - Powder: PTFE
- Densité liquide : p = 660 kg/m3 - Liquid density: p = 660 kg / m 3
- Viscosité liquide : η = 3.10"4 Pa.s- Liquid viscosity: η = 3.10 "4 Pa.s
- Hauteur du tube : 67 mm- Tube height: 67 mm
- Poids de poudre : 3,97 grammes - Diamètre intérieur du tube : 8 mm- Powder weight: 3.97 grams - Inner diameter of the tube: 8 mm
- Surface du tube : 5,0265.10"5 m2 - Tube surface: 5.0265.10 "5 m 2
- Volume de poudre : 3,367.10"6 m3 Phase 1- Powder volume: 3.367.10 "6 m 3 Phase 1
Mesure » pente 1 = 7,853.15"4 Measure » slope 1 = 7,853.15 " 4
Calcul . Ωexpl = 2,7041.10"13 kg. m/s2 C ALCULATION. Ω expl = 2.7041.10 "13 kg. M / s 2
Ph se ?.Ph se?.
Mesures . masse de liquide bloquée par la première contre pression : 0,59 g , contre pression : 209 mbarMeasures . mass of liquid blocked by the first back pressure: 0.59 g, back pressure: 209 mbar
Calcul # hauteur de liquide : 30,9 mmCalculation # height of liquid: 30.9 mm
• (A.Δγ) =20954• (A.Δγ) = 20954
Phase 3.Phase 3.
Mesures # masse de liquide après saturation : 0,9 gMeasurements # mass of liquid after saturation: 0.9 g
# pente 2: 8,24.10"4 # slope 2: 8,24.10 "4
Calcul . Q = x pente 2Calculation. Q = x slope 2
2χrliq 2χr liq
η soit 'ex a = x pente 2 = 2,8393.10"13 kg.m/s: η or 'ex a = x slope 2 = 2.8393.10 "13 kg.m / s :
2p2 ε = 0,405 Phase 42p 2 ε = 0.405 Phase 4
Mesures pente 3 : 5,63.10"7 kg/sSlope 3 measurements: 5.63.10 "7 kg / s
dépression : -7404 Pa depression: -7404 Pa
Calcul . débit : 8,5389.10-10 m3/s . vitesse = 1,6988.10"5 m/s . A = 916770 m2/m3 Calculation. flow rate: 8.5389.10- 10 m 3 / s. speed = 1.6988.10 "5 m / s. A = 916770 m 2 / m 3
Phase 5Phase 5
Mesures pente 4 : 3,63.10"7 kg/sMeasures slope 4: 3.63.10 "7 kg / s
pression : 7590 Pa pressure: 7590 Pa
Calcul . débit : 5,50.10"10 m3/sCalculation. flow rate: 5.50.10 "10 m 3 / s
. vitesse = 1,090.10"5 m/s . A = 1131291 m2/m3 . speed = 1,090.10 "5 m / s. A = 1131291 m 2 / m 3
Résultats finaux • β 31315797Final results • β 31315797
• I\ .l moyen = 1,3545.10 -11 so• I \ .l mean = 1.3545.10 -11 n / a
• Δγ moyen = , 0689.10-2 mJ/m2 • Average Δγ =, 0689.10 -2 mJ / m 2
• γs moyen = 20,8 mJ/m• average γ s = 20.8 mJ / m
Exemple 2 :Example 2:
- Liquide : Hexane- Liquid: Hexane
- Poudre : polyéthylène - Densité liquide : p = 660 kg/m3 - Powder: polyethylene - Liquid density: p = 660 kg / m 3
- Viscosité liquide : η = 3.10"4 Pa.s- Liquid viscosity: η = 3.10 "4 Pa.s
- Hauteur du tube : h = 69 mm- Tube height: h = 69 mm
- Poids de poudre : 1,64 grammes- Powder weight: 1.64 grams
- Diamètre intérieur du tube : 8 mm - Volume de poudre : 3,468.10"6 m3 - Inner diameter of the tube: 8 mm - Powder volume: 3,468.10 "6 m 3
Pha.se 1 Mesure . Pente 1 = 3,01.10"3 Phase 1 Measure. Slope 1 = 3.01.10 "3
Calcul . Ωexpl= 1,036.10-" kg.m/s2 Phase 2Calculation. Ω expl = 1,036.10- "kg.m / s 2 Phase 2
Mesures , Masse de liquide bloquée par la première contre pression : 0,32 g Contre pression : 7,45 mbarMeasurements, Mass of liquid blocked by the first back pressure: 0.32 g Back pressure: 7.45 mbar
Calculs φ Hauteur de liquide : 19,5 mmCalculations φ Height of liquid: 19.5 mm
(A.Δγ) = 808(A.Δγ) = 808
Phas _3Phas _3
Mesures masse de liquide après saturation 1,13 g . pente 2 : 3,30.10"3 Liquid mass measurements after saturation 1.13 g. slope 2: 3.30.10 "3
Calculs Ω, exp2 = l,136.10"12 kg. /s ε = 0,495Calculations Ω, exp2 = l, 136.10 "12 kg. / S ε = 0.495
Phase 4Phase 4
Mesures # pente 3 : 2,4.10-4 kg/s # Dépression : 1075 PaMeasures # slope 3: 2,4.10 -4 kg / s # Depression: 1075 Pa
Calculs # débit = 3,64.10"7 m3/s . vitesse = 0,0723 m2/s . A = 26293 m2 /m3 Calculations # flow = 3.64.10 "7 m 3 / s. Speed = 0.0723 m 2 / s. A = 26293 m 2 / m 3
Phase 5Phase 5
Mesures # pente 4 : 2,4.10'4 kg/s « dépression : 1014 PaMeasures # slope 4: 2,4.10 '4 kg / s " depression: 1014 Pa
Calculs . débit = 3,64.10"7 m3/s . vitesse ≈ 0,0723 m2/s . A = 25440 m2/m3 Calculations. flow rate = 3.64.10 "7 m 3 / s. speed ≈ 0.0723 m 2 / s. A = 25440 m 2 / m 3
Résu 1-.a R fiπai.yResu 1-.a R fiπai.y
# β = 461409 # β = 461409
rsol moyen 3,47.1G-11 r medium soil 3.47.1G- 11
Δγ moyen 3,13.10"2 mJ/m2 Average Δγ 3.13.10 "2 mJ / m 2
γs moyen 33,6 mJ/m2 γ s average 33.6 mJ / m 2

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour déterminer la valeur numérique de l'énergie de surface γ d'un solide finement divisé à partir de différentes mesures expérimentales et de différentes équations mathématiques consistant à :1. Method for determining the numerical value of the surface energy γ of a finely divided solid from different experimental measurements and from different mathematical equations consisting of:
- prendre un tube dont l'extrémité inférieure est hermétiquement obturée par une membrane perméable aux liquides, - à le remplir à environ 80% de son volume total avec ledit solide divisé,- take a tube the lower end of which is hermetically sealed by a liquid-permeable membrane, - fill it to about 80% of its total volume with said divided solid,
- à plonger la partie inférieure obturée par la membrane dans un liquide,- immersing the lower part closed by the membrane in a liquid,
- à laisser monter librement, lors d'une première phase, le liquide dans le tube,- allow the liquid to rise freely during a first phase in the tube,
- à mesurer la masse du liquide monté dans le tube en fonction du temps par le suivi de la variation de masse du liquide restant, afin d'obtenir la pente 1 de la droite décrite par l'équation (I) suivante : m2 = f(t) (équation I) caractérisé en ce qu'il consiste :- to measure the mass of the liquid mounted in the tube as a function of time by monitoring the change in mass of the remaining liquid, in order to obtain the slope 1 of the straight line described by the following equation (I): m 2 = f (t) (equation I) characterized in that it consists:
- dans une seconde phase, lorsque 10 à 20% de la hauteur totale de la poudre est en contact avec le liquide, on applique une première contre pression sur la partie supérieure du tube capillaire de façon à arrêter l'ascension capillaire du liquide dans le tube au travers du solide divisé, et mesure la valeur numérique de la masse de liquide restante après montée du liquide de façon à en déduire, après calcul mathématique, la masse de liquide montée dans le tube dès que l'ensemble constitué par la pression et la variation de masse s'est stabilisé, puis après application de l'équation mathématique : ΔP = (A.Δγ) - (εpgh) (Equation II) pour obtenir la valeur numérique de (A.Δγ)- in a second phase, when 10 to 20% of the total height of the powder is in contact with the liquid, a first back pressure is applied to the upper part of the capillary tube so as to stop the capillary rise of the liquid in the tube through the divided solid, and measures the numerical value of the mass of liquid remaining after rise of the liquid so as to deduce therefrom, after mathematical calculation, the mass of liquid mounted in the tube as soon as the assembly constituted by the pressure and the mass variation has stabilized, then after applying the mathematical equation: ΔP = (A.Δγ) - (εpgh) (Equation II) to obtain the numerical value of (A.Δγ)
- A est l'aire spécifique du solide finement divisé (m2/m3) , - ΔY = γs - γSL est la différence entre l'énergie de surface du solide (γs) et l'énergie interfaciale solide- liquide (γSL) ,- A is the specific area of the finely divided solid (m 2 / m 3 ), - ΔY = γ s - γ S L is the difference between the surface energy of the solid (γ s ) and the solid interfacial energy - liquid (γ SL ),
- ε est la porosité du solide,- ε is the porosity of the solid,
- p est la masse volumique du liquide, - g est l'accélération de la pesanteur (9,81),- p is the density of the liquid, - g is the acceleration of gravity (9,81),
- h est à la hauteur du solide finement divisé dans le tube,- h is at the height of the finely divided solid in the tube,
- ΔP est la variation de pression appliquée sur le tube, - à arrêter, dans une troisième phase, l'application de la première contre pression de façon à laisser monter librement le liquide dans le tube jusqu'à ce que le solide divisé soit totalement immergé par le liquide présent dans le tube, et à mesurer régulièrement et en continu la variation de la masse de liquide restante, après montée du liquide dans le tube, en fonction du temps, pour ensuite déduire après calcul mathématique la masse totale du liquide monté dans le tube, et ensuite obtenir, après application de l'équation mathématique (I), la pente 2, puis la porosité ε selon l'équation (III) suivante :- ΔP is the pressure variation applied to the tube, - to stop, in a third phase, the application of the first counter pressure so as to allow the liquid to rise freely in the tube until the divided solid is completely submerged by the liquid present in the tube, and to measure regularly and continuously the variation of the mass of remaining liquid, after the rise of the liquid in the tube, as a function of time, to then deduce after mathematical calculation the total mass of the mounted liquid in the tube, and then obtain, after application of the mathematical equation (I), the slope 2, then the porosity ε according to the following equation (III):
volume de liquide à saturation ε = (équation III) volume de poudre dans le tubevolume of liquid at saturation ε = (equation III) volume of powder in the tube
puis en appliquant l'équation mathématique (IV) :
Figure imgf000020_0001
then by applying the mathematical equation (IV):
Figure imgf000020_0001
Ωexp = (équation IV) β ouΩ exp = (equation IV) β or
- Ωexp (kg.m/s2) est égal à [1/(2 x rιiq) ] x pente 2 avec rιiq = p/η, η étant la viscosité du liquide sonde en Pa. s,- Ω exp (kg.m / s 2 ) is equal to [1 / (2 xr ιiq )] x slope 2 with r ιiq = p / η, η being the viscosity of the probe liquid in Pa. S,
- R est le rayon interne du tube- R is the internal radius of the tube
- ε est la porosité du solide divisé la valeur numérique de β, où β est le coefficient de tortuosité, - à appliquer, dans une quatrième étape, sur la partie supérieure du tube une dépression maintenue constante pendant une durée allant d'environ 300 à 1000 secondes de façon à mesurer la valeur numérique de la masse liquide restante après montée du liquide dans le tube, pour ensuite en déduire par calcul mathématique la cinétique de variation de la masse de liquide monté dans le tube, puis la valeur numérique de l'aire spécifique A (m2/m3) de la poudre, contenu dans le tube à partir de 1 ' équation de Kozeny-Carman (V) suivante :- ε is the porosity of the solid divided the numerical value of β, where β is the coefficient of tortuosity, - to apply, in a fourth step, on the upper part of the tube a depression kept constant for a period ranging from approximately 300 to 1000 seconds so as to measure the numerical value of the liquid mass remaining after the liquid has risen in the tube, to then deduce therefrom by mathematical calculation the kinetics of variation of the mass of liquid mounted in the tube, then the numerical value of the specific area A (m 2 / m 3 ) of the powder, contained in the tube from the following Kozeny-Carman equation (V):
ΔP.DELTA.P
A2 _ x Equation (V) A 2 _ x Equation (V)
5.η.h.v (1-ε)5.η.h.v (1-ε)
ouor
- ΔP est la variation de pression appliquée sur le tube,- ΔP is the pressure variation applied to the tube,
- η est la viscosité du liquide, - h est la hauteur de poudre dans le tube,- η is the viscosity of the liquid, - h is the height of powder in the tube,
- v est la vitesse d'ascension du liquide,- v is the rate of ascent of the liquid,
- ε est la porosité du solide divisé, - et à appliquer à nouveau, dans une cinquième étape, sur la partie supérieure du tube une seconde contre pression maintenue constante pendant une durée allant d'environ 300 à 1000 secondes de façon à calculer à nouveau la valeur numérique de l'aire spécifique A (m2/m3) tel que défini dans l'étape 4.- ε is the porosity of the divided solid, - And to apply again, in a fifth step, on the upper part of the tube, a second counter pressure kept constant for a period ranging from approximately 300 to 1000 seconds so as to calculate again the numerical value of the specific area A (m 2 / m 3 ) as defined in step 4.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solide divisé est choisi parmi les polymères organiques ou minéraux d'origine synthétique comme par exemple le polytétrafluoroéthylène ou le polyéthylène, ou parmi les polymères organiques ou minéraux d'origine naturelle tel que le talc, le verre, la farine de diverses céréales ou encore parmi les parois bactériennes.2. Method according to claim 1, characterized in that the divided solid is chosen from organic or inorganic polymers of synthetic origin such as for example polytetrafluoroethylene or polyethylene, or from organic or inorganic polymers of natural origin such as talc, glass, flour of various cereals or among the bacterial walls.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est choisi parmi les alcanes tels que le pentane, l'hexaήe, l'heptane, l'octane, le nonane, le décane, le cyclohexane, 1 ' hexadécane, la cis- décaline, 1 'α-bromonaphtalène, le diiodométhane, ou parmi d'autres composés organiques tels que le méthanol, l'éthanol, la méthyl-éthylcétone, le tétrahydrofurane, 1 ' éthylèneglycol, le glycérol, la formamide, le diméthylsuifoxyde, l'eau.3. Method according to claim 1, characterized in that the liquid is chosen from alkanes such as pentane, hexaήe, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, 1 'hexadecane, cis-decaline, 1 '-bromonaphthalene, diiodomethane, or among other organic compounds such as methanol, ethanol, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, ethylene glycol, glycerol, formamide, dimethyl sulfide, the water.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 3 , caractérisé en ce que le liquide a une densité moyenne comprise entre 0 , 6 et 3,5 et une viscosité moyenne comprise entre 0,1 et 1000 mPa.s.4. Method according to one of claims 1 or 3, characterized in that the liquid has an average density between 0, 6 and 3.5 and an average viscosity between 0.1 and 1000 mPa.s.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première contre pression appliquée dans la seconde étape peut être comprise entre 5 et 800 mbar. 5. Method according to claim 1, characterized in that the first counter pressure applied in the second step can be between 5 and 800 mbar.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dépression appliquée dans la quatrième étape est' comprise entre 5 et 200 mbar.6. Method according to claim 1, characterized in that the vacuum applied in the fourth step is' between 5 and 200 mbar.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde contre pression appliquée dans la cinquième étape est comprise entre 5 et 200 mbar.7. Method according to claim 1, characterized in that the second back pressure applied in the fifth step is between 5 and 200 mbar.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde étapes sont répétées successivement 3 ou 4 fois lorsque la montée du liquide est inférieure ou égale à 10 mm.8. Method according to claim 1, characterized in that the first and the second steps are repeated successively 3 or 4 times when the rise of the liquid is less than or equal to 10 mm.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane est de préférence choisie parmi les membranes de nature cellulosique classiquement en acétate de cellulose ou en nitrate de cellulose ayant des seuils de coupure de l'ordre de 1 à 10 μm, ou encore parmi les membranes composées de microfibres de verre ayant des seuils de coupure similaires.9. Method according to claim 1, characterized in that the membrane is preferably chosen from membranes of cellulosic nature conventionally made of cellulose acetate or of cellulose nitrate having cutoff thresholds of the order of 1 to 10 μm, or still among the membranes composed of glass microfibers having similar cutoff thresholds.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dépression de la quatrième étape et la seconde contre pression de la cinquième étape sont de préférence respectivement appliquées pendant des durées variant de 60 à 600 secondes.10. Method according to claim 1, characterized in that the depression of the fourth step and the second back pressure of the fifth step are preferably respectively applied for durations varying from 60 to 600 seconds.
11. Utilisation du procédé tel que défini selon l'une des revendications précédentes pour déterminer l'énergie de surface de solide finement divisé entrant dans la composition chimique de dispersion solide- liquide de peintures d'encres, d'adhésifs, de résines.11. Use of the method as defined according to one of the preceding claims for determining the surface energy of finely divided solid entering into the chemical composition of solid-liquid dispersion of ink paints, adhesives, resins.
12.. Utilisation du procédé tel que défini selon l'une des revendications 1 à 10, pour déterminer l'énergie de surface de solide finement divisé, aggloméré . 12 .. Use of the process as defined according to one of claims 1 to 10, for determining the surface energy of a finely divided, agglomerated solid.
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